Provide a default CoinSelectionSource implementation via a new trait
authorWilmer Paulino <wilmer@wilmerpaulino.com>
Thu, 27 Apr 2023 00:44:49 +0000 (17:44 -0700)
committerWilmer Paulino <wilmer@wilmerpaulino.com>
Mon, 19 Jun 2023 21:05:46 +0000 (14:05 -0700)
Certain users may not care how their UTXOs are selected, or their wallet
may not expose enough controls to fully implement the
`CoinSelectionSource` trait. As an alternative, we introduce another
trait `WalletSource` they could opt to implement instead, which is much
simpler as it just returns the set of confirmed UTXOs that may be used.
This trait implementation is then consumed into a wrapper `Wallet` which
implements the `CoinSelectionSource` trait using a "smallest
above-dust-after-spend first" coin selection algorithm.

lightning/src/events/bump_transaction.rs

index 55e0171aa19b3aa493cf7b9ad1117d0840988ce4..7c97e2d4c140003e190f5398b67d25e291193c5b 100644 (file)
@@ -24,6 +24,7 @@ use crate::ln::chan_utils::{
 };
 use crate::events::Event;
 use crate::prelude::HashMap;
+use crate::sync::Mutex;
 use crate::util::logger::Logger;
 
 use bitcoin::{OutPoint, PackedLockTime, PubkeyHash, Sequence, Script, Transaction, Txid, TxIn, TxOut, Witness, WPubkeyHash};
@@ -368,7 +369,8 @@ pub struct CoinSelection {
 
 /// An abstraction over a bitcoin wallet that can perform coin selection over a set of UTXOs and can
 /// sign for them. The coin selection method aims to mimic Bitcoin Core's `fundrawtransaction` RPC,
-/// which most wallets should be able to satisfy.
+/// which most wallets should be able to satisfy. Otherwise, consider implementing [`WalletSource`],
+/// which can provide a default implementation of this trait when used with [`Wallet`].
 pub trait CoinSelectionSource {
        /// Performs coin selection of a set of UTXOs, with at least 1 confirmation each, that are
        /// available to spend. Implementations are free to pick their coin selection algorithm of
@@ -405,6 +407,148 @@ pub trait CoinSelectionSource {
        fn sign_tx(&self, tx: &mut Transaction) -> Result<(), ()>;
 }
 
+/// An alternative to [`CoinSelectionSource`] that can be implemented and used along [`Wallet`] to
+/// provide a default implementation to [`CoinSelectionSource`].
+pub trait WalletSource {
+       /// Returns all UTXOs, with at least 1 confirmation each, that are available to spend.
+       fn list_confirmed_utxos(&self) -> Result<Vec<Utxo>, ()>;
+       /// Returns a script to use for change above dust resulting from a successful coin selection
+       /// attempt.
+       fn get_change_script(&self) -> Result<Script, ()>;
+       /// Signs and provides the full [`TxIn::script_sig`] and [`TxIn::witness`] for all inputs within
+       /// the transaction known to the wallet (i.e., any provided via
+       /// [`WalletSource::list_confirmed_utxos`]).
+       fn sign_tx(&self, tx: &mut Transaction) -> Result<(), ()>;
+}
+
+/// A wrapper over [`WalletSource`] that implements [`CoinSelection`] by preferring UTXOs that would
+/// avoid conflicting double spends. If not enough UTXOs are available to do so, conflicting double
+/// spends may happen.
+pub struct Wallet<W: Deref> where W::Target: WalletSource {
+       source: W,
+       // TODO: Do we care about cleaning this up once the UTXOs have a confirmed spend? We can do so
+       // by checking whether any UTXOs that exist in the map are no longer returned in
+       // `list_confirmed_utxos`.
+       locked_utxos: Mutex<HashMap<OutPoint, ClaimId>>,
+}
+
+impl<W: Deref> Wallet<W> where W::Target: WalletSource {
+       /// Returns a new instance backed by the given [`WalletSource`] that serves as an implementation
+       /// of [`CoinSelectionSource`].
+       pub fn new(source: W) -> Self {
+               Self { source, locked_utxos: Mutex::new(HashMap::new()) }
+       }
+
+       /// Performs coin selection on the set of UTXOs obtained from
+       /// [`WalletSource::list_confirmed_utxos`]. Its algorithm can be described as "smallest
+       /// above-dust-after-spend first", with a slight twist: we may skip UTXOs that are above dust at
+       /// the target feerate after having spent them in a separate claim transaction if
+       /// `force_conflicting_utxo_spend` is unset to avoid producing conflicting transactions. If
+       /// `tolerate_high_network_feerates` is set, we'll attempt to spend UTXOs that contribute at
+       /// least 1 satoshi at the current feerate, otherwise, we'll only attempt to spend those which
+       /// contribute at least twice their fee.
+       fn select_confirmed_utxos_internal(
+               &self, utxos: &[Utxo], claim_id: ClaimId, force_conflicting_utxo_spend: bool,
+               tolerate_high_network_feerates: bool, target_feerate_sat_per_1000_weight: u32,
+               preexisting_tx_weight: u64, target_amount_sat: u64,
+       ) -> Result<CoinSelection, ()> {
+               let mut locked_utxos = self.locked_utxos.lock().unwrap();
+               let mut eligible_utxos = utxos.iter().filter_map(|utxo| {
+                       if let Some(utxo_claim_id) = locked_utxos.get(&utxo.outpoint) {
+                               if *utxo_claim_id != claim_id && !force_conflicting_utxo_spend {
+                                       return None;
+                               }
+                       }
+                       let fee_to_spend_utxo = fee_for_weight(
+                               target_feerate_sat_per_1000_weight, BASE_INPUT_WEIGHT as u64 + utxo.satisfaction_weight,
+                       );
+                       let should_spend = if tolerate_high_network_feerates {
+                               utxo.output.value > fee_to_spend_utxo
+                       } else {
+                               utxo.output.value >= fee_to_spend_utxo * 2
+                       };
+                       if should_spend {
+                               Some((utxo, fee_to_spend_utxo))
+                       } else {
+                               None
+                       }
+               }).collect::<Vec<_>>();
+               eligible_utxos.sort_unstable_by_key(|(utxo, _)| utxo.output.value);
+
+               let mut selected_amount = 0;
+               let mut total_fees = fee_for_weight(target_feerate_sat_per_1000_weight, preexisting_tx_weight);
+               let mut selected_utxos = Vec::new();
+               for (utxo, fee_to_spend_utxo) in eligible_utxos {
+                       if selected_amount >= target_amount_sat + total_fees {
+                               break;
+                       }
+                       selected_amount += utxo.output.value;
+                       total_fees += fee_to_spend_utxo;
+                       selected_utxos.push(utxo.clone());
+               }
+               if selected_amount < target_amount_sat + total_fees {
+                       return Err(());
+               }
+               for utxo in &selected_utxos {
+                       locked_utxos.insert(utxo.outpoint, claim_id);
+               }
+               core::mem::drop(locked_utxos);
+
+               let remaining_amount = selected_amount - target_amount_sat - total_fees;
+               let change_script = self.source.get_change_script()?;
+               let change_output_fee = fee_for_weight(
+                       target_feerate_sat_per_1000_weight,
+                       (8 /* value */ + change_script.consensus_encode(&mut sink()).unwrap() as u64) *
+                               WITNESS_SCALE_FACTOR as u64,
+               );
+               let change_output_amount = remaining_amount.saturating_sub(change_output_fee);
+               let change_output = if change_output_amount < change_script.dust_value().to_sat() {
+                       None
+               } else {
+                       Some(TxOut { script_pubkey: change_script, value: change_output_amount })
+               };
+
+               Ok(CoinSelection {
+                       confirmed_utxos: selected_utxos,
+                       change_output,
+               })
+       }
+}
+
+impl<W: Deref> CoinSelectionSource for Wallet<W> where W::Target: WalletSource {
+       fn select_confirmed_utxos(
+               &self, claim_id: ClaimId, must_spend: &[Input], must_pay_to: &[TxOut],
+               target_feerate_sat_per_1000_weight: u32,
+       ) -> Result<CoinSelection, ()> {
+               let utxos = self.source.list_confirmed_utxos()?;
+               // TODO: Use fee estimation utils when we upgrade to bitcoin v0.30.0.
+               const BASE_TX_SIZE: u64 = 4 /* version */ + 1 /* input count */ + 1 /* output count */ + 4 /* locktime */;
+               let total_output_size: u64 = must_pay_to.iter().map(|output|
+                       8 /* value */ + 1 /* script len */ + output.script_pubkey.len() as u64
+               ).sum();
+               let total_satisfaction_weight: u64 = must_spend.iter().map(|input| input.satisfaction_weight).sum();
+               let total_input_weight = (BASE_INPUT_WEIGHT * must_spend.len() as u64) + total_satisfaction_weight;
+
+               let preexisting_tx_weight = 2 /* segwit marker & flag */ + total_input_weight +
+                       ((BASE_TX_SIZE + total_output_size) * WITNESS_SCALE_FACTOR as u64);
+               let target_amount_sat = must_pay_to.iter().map(|output| output.value).sum();
+               let do_coin_selection = |force_conflicting_utxo_spend: bool, tolerate_high_network_feerates: bool| {
+                       self.select_confirmed_utxos_internal(
+                               &utxos, claim_id, force_conflicting_utxo_spend, tolerate_high_network_feerates,
+                               target_feerate_sat_per_1000_weight, preexisting_tx_weight, target_amount_sat,
+                       )
+               };
+               do_coin_selection(false, false)
+                       .or_else(|_| do_coin_selection(false, true))
+                       .or_else(|_| do_coin_selection(true, false))
+                       .or_else(|_| do_coin_selection(true, true))
+       }
+
+       fn sign_tx(&self, tx: &mut Transaction) -> Result<(), ()> {
+               self.source.sign_tx(tx)
+       }
+}
+
 /// A handler for [`Event::BumpTransaction`] events that sources confirmed UTXOs from a
 /// [`CoinSelectionSource`] to fee bump transactions via Child-Pays-For-Parent (CPFP) or
 /// Replace-By-Fee (RBF).